調度 (計算機)

調度（英語：Scheduling）在計算機中是分配工作所需資源的方法。資源可以指虛擬的計算資源，如線程、進程或數據流；也可以指硬件資源，如處理器、網絡連接或擴展卡。

進行調度工作的程序叫做調度器。調度器通常的實現使得所有計算資源都處於忙碌狀態（在負載均衡中），允許多位用戶有效地同時共享系統資源，或達到指定的服務質量。調度是計算自身的基礎，同時也是編程語言計算模型固有的部分。調度器使得在單處理器上通過多任務處理，從而讓執行多個進程成為可能。

調度器可能會針對不同的目標設計，例如：吞吐率最大化、響應時間最小化、最低延遲、或最大化公平。在實踐中，這些目標通常是互相衝突的，因此，調度器會實現一個權衡利弊的折中方案，而側重點則可能是前文提到的任何一種，這取決於用戶的需求和目的。

在實時環境，例如工業上用於自動控制（如機器人）的嵌入式系統，調度器必須保證進程的調度不能超過最後期限 —— 這是保持系統穩定運行的關鍵因素。調度也可能是通過一個管理性的後端進行，而任務是通過網絡發配到若干遠程設備上的。

操作系統調度器的種類

調度器是操作系統的一個模塊，它能夠選擇將被系統處理的下一個任務，或執行的下一個進程。操作系統可能會提供三種不同類型的調度器：長期調度器、中期調度器和短期調度器。這些名字表明了任務被執行的頻率。

進程調度器

進程調度器是操作系統的一部分，決定了何時運行什麼進程。它通常能夠暫停一個運行中的進程，將它放回到運行隊列當中，並運行一個新進程，我們把這樣的調度器叫做搶占調度器。否則，它就是協同調度器。

長期調度器

長期調度器，決定了任務或進程是否會被就緒隊列（內存中）所接納。當一個運行程序的嘗試被做出後，長期調度器或允許，或是延遲將它作為當前執行的一個進程。因此，這種調度器掌控着能在系統上運行的進程。調度器同時還決定並發的程度：同時執行程序的多少，在I/O密集型和CPU密集型進程之前做出劃分。

通常，大多數進程可以分為I/O密集型和CPU密集型。I/O密集型程序將大多數時間都花在了I/O操作而不是運算上，而CPU密集型程序正好相反，將大多數時間花在了運算上，而很少產生I/O操作。選出一個I/O密集型和CPU密集型程序的良好組合，對於長期調度器是非常重要的。否則，假如所有的程序都是CPU密集型的，那麼I/O隊列將會幾乎永遠都是空的，這樣就會導致一些設備從來沒被人用過，系統資源分配就是不均衡的。顯然，性能極佳的系統必然是CPU密集型和I/O密集型程序的組合。在現代操作系統中，這被用來保證實時進程能獲得足夠的CPU時間來完成任務。

長期調度對大型系統，例如批處理系統、計算機集群、超級計算機和渲染場來說同樣重要。例如，在並發系統中，為了避免交互的多個進程，把時間都花在等待對方而產生阻塞，通常是需要進行協同調度的。在這種情況下，處理操作系統底層的調度器之外，還需要符合要求的額外調度程序來實現必要的功能。

中期調度器

中期調度器臨時將進程從內存中去除，放入第二儲存設備（如硬盤）中，或亦而反之。這通常被稱為「換出」和「換入」（同時也被錯誤叫做「分頁入」和「分頁出」）。中期調度器可能會將那些一直不活躍的進程，優先級低的進程，頻繁產生頁錯誤的進程，或者占用大量內存的進程放入交換區，為其它程序釋放內存。當系統內存充足時，或者程序不再處於阻塞狀態時，調度器又會將剛剛被放入交換區中的進程重新放入內存中。

短期調度器

短期調度器（也就是CPU調度器）決定了在一個時鐘中斷、I/O中斷、系統調用其它種類的信號之後，應該執行（分配CPU）給哪些內存中的進程。可見，短期調度器作出決定的頻率比長期或中期調度器更加頻繁 —— 每隔一段非常短的固定時間，調度器就將做出一次決定。這種調度器可以是搶占式的，能夠強行把一個在CPU運行中的程序中斷，然後分配給其它進程；也可以是非搶占式的，這類調度器無法強行把進程從CPU上中斷。

搶占式調度器的功能需要一個運行在內核態，能被中斷處理程序捕獲的可編程定時器才能實現。

調度規則

調度規則就是在同時占用資源的多方之間進行資源分配的算法。在路由器、操作系統、硬盤、打印機，大多數嵌入式系統等設備中，都能看到調度規則的應用。

調度算法的主要目標，是使資源飢餓最小化，並保證使用資源多方的公平性。調度器需要處理在大量請求下如何分配資源的難題。調度算法種類很多，在這一章，將會介紹幾種常見算法。

在封包交換的計算機網絡和其它統計多路復用領域，需要一個合適的調度算法而不是一個先到先得的數據包隊列。